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开关磁阻电机振动和噪声抑制方法

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开关磁阻电机振动和噪声抑制方法

发布日期:2016-03-14 00:00 来源:http://tok75.cn 点击:

  近年来,开关磁阻电机凭借其优异的性能在国民经济各领域得到了广泛的应用。然而开关磁阻电机振动和噪声也成了制约其发展和应用的一个突出问题。本文主要从电机结构尺寸及参数方面阐述减振和降噪的方法。

  开关磁阻电机结构简单可靠、容错能力强、控制灵活、启停方便,因而在航天航空、汽车船舶制造、精密加工、分布式发电系统等等多个场合有着广阔的应用前景。然而,电机的较大的振动和噪声等缺点也成了阻碍其进一步发展的问题。因此,电机振动和噪声抑制成了一个新型特种电机领域一个重要的课题。围绕这一课题,国内科研机构对这一问题作了大量研究,针对转矩脉动和径向电磁力引起的振动提出了各种减振降噪方案。尤其是基于电机本体结构优化的减振降噪取得了显着的效果。

  1 电机振动和噪声产生的原因

  初期的开关磁阻电机研究很少考虑振动和噪声这一因素。但是,近年来,随着开关磁阻电机的广泛应用,对电机的性能提出了更高的要求。

  在电气工程领域,振动和噪声十分普遍。噪声来源于电磁噪声和机械噪声。而对于开关磁阻电机而言,电磁噪声更加凸出。学者们的大量研究表明,电磁振动导致的电磁噪声是电机噪声的主要来源,而作用于电机定子上的脉动径向力及电机显着的转矩脉动是导致电磁振动的主要因素。

  开关磁阻电机为双凸极结构,定子轭部较薄,高速运转时定子绕组中通入的是脉冲电流,产生脉冲转矩,依靠磁拉力吸引转子转动,在产生切向磁拉力的同时会产生径向磁拉力。切向磁拉力产生的电磁转矩存在一定的波动,从而导致振动和噪声的产生。而径向磁拉力随转子位置的变化和电流的变化而波动,导致定子铁心变形和振动,进而产生噪声。另外,大量研究表明定转子间的径向磁拉力所导致的定子椭圆形变是产生振动和噪声的主要原因,并且远远高于转矩脉动产生的振动和噪声。因此,开关磁阻电机的减振和降噪研究的主要问题是降低径向拉力的影响。

  2 基于振动噪声抑制的结构优化设计

  2.1 定转子极数的选择

  对于开关磁阻电机定转子极数的选择,学者们作了大量研究。一般来说,定子极数N,必须要是相数q的2倍或者2的整数倍。也就是Ns=2mq,而转子的极数Nr=2m(q-1)。以三相电机为例,最常用的便是Ns/Nr=6/4/或12/8极结构。

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